JIS C 5991:1997 光伝送用フォトダイオード測定方法 | ページ 2

                                                                                              5
                                                                                   C 5991 : 1997
                                        図3(2) 応答時間
7.3.4  測定上の注意 測定する際には,次のことに注意する。
a) 半導体レーザは,供試フォトダイオードの上昇時間及び下降時間よりも十分高速な特性をもち,安定
    な光出力であるものを使用すること。
b) コンデンサ及びインダクタンスは,測定に影響を与えないインピーダンスのものを使用すること。
7.3.5  個別規格に規定すべき項目
a) 動作温度
b) 逆電圧又はAPDでは増倍率
c) 入力光パルス波形
d) 半導体レーザの発振波長及びスペクトル幅
e) 負荷抵抗
7.4   遮断周波数測定
7.4.1  目的 規定された状態での,フォトダイオードの遮断周波数を測定することを目的とする。
7.4.2  測定回路 遮断周波数の測定は,図4に示すような回路によって,次の方法で行う。
                                      図4 遮断周波数測定

――――― [JIS C 5991 pdf 6] ―――――

6
C 5991 : 1997
7.4.3  測定方法 直流電源の電圧を調整し,供試フォトダイオードに規定の逆電圧を印加する。スイッチ
を開き,電圧計を回路から切り離す。
  規定のピーク発振波長及びスペクトル幅の半導体レーザに,規定の入力光パワーが得られるような直流
バイアス電流と小信号正弦波信号を印加する。小信号正弦波変調(1)された変調光を,供試フォトダイオー
ドに入力して電気信号に変換し,負荷抵抗器を介してその交流成分を取り出して交流電圧計で測定し,高
周波出力を求める。交流電圧計の代わりに,選択レベルメータ,スペクトラムアナライザなどの測定器に
よって高周波出力を測定してもよい。
  測定された高周波出力が,任意の十分低い周波数(基準周波数f0≦fc/100)重畳したときの出力から3dB
低下する周波数を,式(2)によって算出し,遮断周波数とする。
                          3 dB  10 log10 ipi
                                        1 / p0 (2)
                      ここに,      fc :  遮断周波数 (Hz)
                                    f0 :  基準周波数 (f0≦fc/100) (Hz)
                                ip0, ip1 :  f0,fc時の交流電流 (A)
    注(1) ここで,小信号正弦波変調とは,信号電圧の振幅を2倍にして測定したパラメータが初めの信号
          電圧振幅で得たパラメータ(この場合,遮断周波数)と比べ,測定器の精度以上の変動が生じ
          ないような信号電圧で正弦波変調することをいう。
  なお,フォトダイオードの逆電圧は,PIN形の場合は規定の電圧を,APDの場合は規定の増倍率を与え
る電圧とする。
7.4.4  測定上の注意 測定する際には,次のことに注意する。
a) 半導体レーザは,供試フォトダイオードの遮断周波数よりも十分高い遮断周波数をもつものを使用す
    ること。
b) コンデンサ及びインダクタンスは,測定に影響を与えないインピーダンスのものを使用すること。
7.4.5  個別規格に規定すべき項目
a) 動作温度
b) 逆電圧又はAPDでは増倍率
c) 入力光パワー
d) 半導体レーザの発振波長及びスペクトル幅
e) 負荷抵抗
7.5   端子間容量測定
7.5.1  目的 規定された状態での,フォトダイオードの端子間容量を測定することを目的とする。
7.5.2  測定回路 端子間容量の測定は,図5に示すような回路によって,次の方法で行う。
                                      図5 端子間容量測定

――――― [JIS C 5991 pdf 7] ―――――

                                                                                              7
                                                                                   C 5991 : 1997
7.5.3  測定方法 光の入力がない状態で,供試フォトダイオードに規定の逆電圧を印加した後,電圧計を
切り離し,交流ブリッジによって供試フォトダイオード両端の静電容量を測定する。この静電容量値から,
フォトダイオードを取り除いたときの容量値を差し引いた値を,端子間容量とする。
    備考1. 交流ブリッジは,測定確度を落とすことなくフォトダイオードに逆電圧を印加することがで
            きるものとし,試験信号電圧は,逆電圧に比べ十分小さな信号とする。
         2. 測定静電容量値が小さく,配置条件が確度に影響する場合には,その条件を規定しなければ
            ならない。
         3. ケース静電容量 (Cc) が別に求まっている場合は,接合容量 (Cj) はCj=Ct−Cc(Ctは,測定
            端子間容量)として求める。
7.5.4  個別規格に規定すべき項目
a) 動作温度
b) 逆電圧
c) 測定周波数
7.6   PIN形フォトダイオードの雑音電流測定
7.6.1  目的 規定された状態での,供試PIN形フォトダイオードの雑音電流を測定することを目的とす
る。
7.6.2  測定回路 PIN形フォトダイオードの雑音電流の測定は,図6(1)及び図6(2)に示すような回路によ
って,次の方法で行う。
                                      図6(1) 雑音電流測定

――――― [JIS C 5991 pdf 8] ―――――

8
C 5991 : 1997
                                      図6(2) 雑音電流測定
7.6.3  測定方法 直流電源の電圧を調整し,供試フォトダイオードに規定の逆電圧を印加する。スイッチ
を開き,電圧計を回路から切り離す。
  規定のピーク発振波長及びスペクトル幅の半導体レーザに,規定の入力光パワーが得られるように直流
バイアス電流を調整し印加する。
  供試PIN形フォトダイオードに,この光を照射する。負荷抵抗器の両端に生じる電圧の揺らぎの成分を,
規定の中心周波数及びバンド幅のフィルタを通し,実効値指示計によって求め,電流に換算する[図6(1)]。
  また,図6(2)に示すように,半導体レーザに信号発生器からの信号を重畳し,この信号に同期をかけて
測定してもよい。
7.6.4  測定上の注意 測定する際には,次のことに注意する。
a) 用いる半導体レーザの雑音及び負荷抵抗器の熱雑音は,PIN形フォトダイオードから生じる雑音に比
    べ十分小さいこと。
b) コンデンサ及びインダクタンスは,測定に影響を与えないインピーダンスのものを使用すること。
7.6.5  個別規格に規定すべき項目
a) 動作温度
b) 逆電圧
c) 半導体レーザの発振波長及びスペクトル幅
d) 入力光パワー
e) フィルタの中心周波数及びバンド幅
7.7   APDの降伏電圧測定
7.7.1  目的 規定された状態での,APDの降伏電圧を測定することを目的とする。
7.7.2  測定回路 APDの降伏電圧の測定は,図7に示すような回路によって,次の方法で行う。

――――― [JIS C 5991 pdf 9] ―――――

                                                                                              9
                                                                                   C 5991 : 1997
                                       図7 降伏電圧測定
7.7.3  測定方法 光の入力がない状態で,供試APDに規定の逆電流を流し,そのときの逆電圧を測定し,
これを降伏電圧とする。
7.7.4  個別規格に規定すべき項目
a) 動作温度
b) 逆電流
7.8   APDの増倍率測定
7.8.1  目的 規定された状態での,APDの増倍率を測定することを目的とする。
7.8.2  測定回路 APDの増倍率の測定は,図8に示すような回路によって,次の方法で行う。
                                       図8 雑音電流測定
7.8.3  測定方法 規定のピーク発振波長及びスペクトル幅の半導体レーザに,直流バイアス電流と,く
(矩)形パルス信号を印加する。バイアス電流値を調整し,規定の入力光パワーを得る。く(矩)形パル
ス変調された光パルスを,供試APDに入力する。APDには逆電圧を印加し,光パルスによって生じたピ
ーク出力電流Ipを負荷抵抗器(RL : 例えば,50         を通して,オシロスコープで測定する。
  このときAPDに加える逆電圧を変え,出力電流IPを測定する。
  なお,通常はパルス測定法による。ただし,直流での測定では,測定された光電流値から暗電流成分を
差し引く。
  増倍率Mは,式(3)によって算出する。
                        M=IP (VR) /IP0  (3)
                      ここに,       M :  増倍率
                                 IP (VR) :  規定の逆電圧VRでのAPDの出力電流 (A)
                                    IP0 :  出力特性が平たんとなるAPDの出力電流 (A) (図9参照)

――――― [JIS C 5991 pdf 10] ―――――

次のページ PDF 11